硅磷改性碳酸钙的合成及其在聚酰胺涂层中应用

为解决碳酸钙粉末在聚酰胺6涂层中易堆积、无阻燃功能等问题,采用自制含硅磷阻燃成分的偶联改性剂对碳酸钙进行表面接枝改性以提升分散性并赋予其阻燃功能。通过红外光谱和元素分析证明了偶联改性剂成功接枝到碳酸钙表面,并进一步研究了改性碳酸钙的接枝反应动力学及亲水亲油性。在此基础上,将改性碳酸钙粉末添加到聚酰胺6/氯化钙/甲醇溶液中制备湿法涂层浆料,并通过双面刮涂、水交换凝固、烘干等制备工艺,最终在织物上构建表面光滑平整的多孔、薄型聚酰胺涂层。对比表征碳酸钙改性对所制聚酰胺6涂层织物的形貌及阻燃性能的影响。结果表明:改性时间为30 h,改性剂质量分数为40%时,可获得表面充分改性的碳酸钙,具有良好的亲油性,其所制聚酰胺6涂层织物拥有较好的阻燃效果。

填料在功能复合材料中取向构筑的研究进展

在聚合体系内加入功能填料是赋予复合材料功能化较为广泛的方式之一。然而,功能填料在自然状态下无法实现其在聚合体系内的有序分布及取向排列,因此,无法有效实现其功能赋予的最大价值。对此,通过施加外场诱导功能填料取向,是简便有效的手段。本文对不同取向构筑方式进行了归纳与总结,对比了各取向构筑方式的优缺点,并分析了目前填料取向功能复合材料的应用及发展现状。最后,对功能填料在复合材料中的取向构筑研究进行了展望,以促进取向填料功能复合材料的进一步发展。

用于上浆整理的4种防霉剂性能比较及其应用

为解决织物在织造和存放时发霉的问题,选用活性组分分别为碘丙炔基正丁胺甲酸酯(IPBC)、吡啶硫酮锌(ZPT)、辛基异噻唑啉酮(OIT)、氯化银(AgCl)的4种防霉剂,以产黄青霉和杂色曲霉为试验菌种,通过最小杀菌浓度(MBC)试验对比防霉剂的抑菌性能。结果表明:AgCl的MBC值最小,即杀菌能力最强,其次是IPBC和OIT,ZPT的最大。将上述4种防霉剂添加到3种常见的浆料(丙烯酸酯类、聚乙烯醇类、淀粉类)中,抑菌圈、浆料黏度和Zeta电位(ζ)等测试结果证明:浆料性质是影响防霉剂扩散的主要因素;其中,OIT与3种浆料的配伍性最好,市场应用价值最高。最后,通过上浆整理的方法将防霉剂应用到织物上,对整理织物的表面形貌、接触角、防霉等级等进行分析,结果表明:通过浸轧上浆处理,防霉剂可以均匀附着在织物表面使织物获得防霉能力;浆料的黏度和亲疏水性对上浆整理后织物的防霉性能影响显著。研究结果可为防霉上浆整理的工程应用提供参考。

适用于UV喷印的尼龙废丝涂层商标织物的制备及性能

选用5种不同来源的尼龙废丝,用甲醇/氯化钙溶解后,加入高岭土制备涂层浆,并利用湿法涂层工艺制备尼龙废丝涂层织物,研究了其UV喷印性能。结果表明,当氯化钙质量为240 g,高岭土质量为76 g,选用1#普通开刀丝制备的涂层织物吸墨性、耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度均较优异,说明利用尼龙废丝可以制备出适合UV喷印的商标织物。

马来酸酐改性聚乙烯醇缩丁醛的制备及其在光固化涂层中的应用

针对目前废弃安全玻璃夹层中的废旧聚乙烯醇缩丁醛(Recycle polyvinyl butyral,rPVB)过度浪费的问题,为了更好地回收利用rPVB,对纯聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl butyral,PVB)进行研究,采用马来酸酐(Maleic anhydride,MA)对PVB接枝改性,得到PVB-M,并采用红外光谱、核磁氢谱及X射线衍射对其结构进行表征。将PVB-M配置成光固化涂层浆,通过测试涂层浆聚合性能,探明PVB-M改性机理、最优改性工艺和最佳涂层浆配方,对比改性前后PVB涂层浆聚合性能和涂层膜力学性能,加入高岭土进一步探究涂层的力学性能和涂层织物表面结构;在此基础上,将该工艺应用于rPVB的回收再利用。结果表明:PVB最佳改性工艺为改性温度70℃、改性时间6 h、MA 3 g;光固化涂层浆配方为光引发体系质量分数1%、樟脑醌(Camphorquinone,CQ)与4-二甲氨基苯甲酸乙酯(Ethyl 4-dimethylaminobenzoate,EDB)的质量比例为1∶1、PVB-M与丙烯酸羟乙酯(2-Hydroxyethylacrylate,HEA)的质量比例为1∶2。高岭土质量分数为35%时所制得的涂层织物表面结构均匀,遮盖性好。经对比发现,rPVB所制得的涂层织物表面结构与PVB涂层织物表面结构相似。综上表明rPVB可用于光固化涂层实现回收利用,从而实现资源节约和环保双赢。

聚乙烯基膦酸/多乙烯多胺层层自组装阻燃棉织物的制备及其性能

为了实现棉织物的环保阻燃,以乙烯膦酸(VPA)作为单体,合成聚乙烯基膦酸(PVPA),并与多乙烯多胺(PEPA)构建阻燃体系,采用层层自组装(LBL)法在棉织物表面制备阻燃涂层,借助扫描电子显微镜、氧指数测定仪、锥型量热仪、热重分析仪和红外光谱仪联用技术等分析了涂层阻燃棉织物的表面形貌和阻燃性能,探究了气相和凝聚相阻燃机制,并测定了阻燃处理后棉织物的物理性能。结果表明:采用LBL法制备PVPA/PEPA涂层阻燃整理棉织物,当整理层数达到12时,阻燃棉织物的极限氧指数(LOI)达到29.8%,垂直燃烧试样离开火焰后自熄,并经10次标准洗涤后,LOI值为27.1%,相较于纯棉织物,阻燃棉织物的热释放量和总热释放量分别降低了16.8%和19.7%。通过形成磷酸化结构改善了炭保护层的稳定性,阻隔了气体及热量的传递,增强了棉织物的阻燃性能,同时赋予棉织物良好的力学性能。

聚四氟乙烯/聚丙烯酸酯复合胶乳的制备及其在涤纶织物涂料印花中的应用

为了提高印花织物的耐摩擦色牢度和耐日晒牢度,以聚四氟乙烯(PTFE)乳液为种子粒子、以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为共聚单体,采用乳液聚合法制备聚四氟乙烯/聚丙烯酸酯(PTFE/PAcr)复合胶乳,并应用于涤纶织物(牛津布)的涂料印花。考察了引入不同质量分数PTFE对复合胶膜的疏水性、热性能及对印花织物K/S值、耐摩擦色牢度的影响。结果表明:PTFE/PAcr复合胶粒呈现核壳结构,随着PTFE质量分数的增加,复合胶膜疏水性能增加,热稳定性提高。以复合乳胶为黏合剂的涂料印花涤纶织物K/S值为13.15、干湿摩擦色牢度均达到5级,较传统聚丙烯酸酯黏合剂的印花织物具有更好的色深和耐摩擦色牢度;经100 h连续日晒测试,印花织物的色深和色牢度未发生明显变化,具有良好的耐日晒牢度。

高耐晒染料C.I.分散蓝77与C.I.分散黄54的复配性能分析

针对绿色单色分散染料因品种匮乏、耐晒性能欠佳等缺点而难以满足特殊绿色纺织品高耐晒需求的问题,通过染料配伍性研究筛选出了2只耐晒性能优异的蓝色单色染料C.I.分散蓝77与黄色单色染料C.I.分散黄54。探究2只染料的复配性能,探讨2只染料不同的混合比例对涤纶纤维染色行为、染色牢度及耐光稳定性的影响。结果表明:2只染料在染色前期易出现染色不同步现象,但在达到染色平衡后可获得良好的染色同步性。提高复配体系中C.I.分散蓝77占比,当复配染料中C.I.分散黄54染色后织物的K/S值达到最大时,对应的染色用量由2%(owf)提升到了8%(owf);当C.I.分散蓝77与C.I.分散黄54的复配比例分别为1∶2、1∶3、1∶5及4∶1时,染色织物耐皂洗牢度和耐摩擦牢度均达到4~5级,耐升华牢度达到3级以上,耐光稳定性优于2只原色染料单独染色织物;当C.I.分散蓝77与C.I.分散黄54的复配比例为1∶5时,染色织物耐光稳定性优于大多数绿色商品分散染料,蓝色与黄色染料在涤纶织物上的褪色率仅为0.63%和0.99%。复配得到的绿色分散染料具有较高的耐光稳定性,能够应用于对耐晒牢度要求苛刻的特殊环境,具有良好的实际应用价值。

中空介孔硅负载Karstedt催化剂对无溶剂有机硅树脂固化性能的影响

利用微乳液法制备具有介孔结构和高比表面积的乙烷基中空介孔硅微球(Ethanehollow mesoporous silicasphere,EHMSs),并以其为基体负载Karstedt催化剂制备EHMSs-Karstedt催化剂,将EHMSs-Karstedt催化剂加入无溶剂有机硅树脂固化体系中,考察该负载型催化剂在无溶剂有机硅树脂体系中的储存稳定性、催化潜伏性和固化后有机硅树脂的绝缘性能,并分析固化温度、催化剂用量对有机硅树脂固化产物固化速率的影响。结果表明:EHMSs对Karstedt催化剂具有良好的负载性;在55℃和85℃热处理后,EHMSs-Karstedt催化剂能保持较好的催化活性,具有良好的储存稳定性,其在树脂基体中分散良好,且重新升温至130℃仍可快速固化,展现出良好的催化潜伏性;EHMSs-Karstedt催化剂固化后所得树脂组分不变,具有良好的绝缘性能;通过改变EHMSs-Karstedt催化剂固化温度和催化剂用量,可以调控有机硅树脂固化体系的速率,满足有机硅树脂不同操作时间的需求。该研究可为提升催化剂在无溶剂有机硅体系中的应用提供一定的参考。

光控释放精油微胶囊的制备及其抗菌性能

为改善精油稳定性,以偶氮苯胶束/有机硅自组装为微胶囊壁材,精油为芯材,通过O/W微乳液法制备光控释放精油微胶囊。表征微胶囊的组成和形貌,考察微乳液法在不同微胶囊制备中的适用性,研究微胶囊的热稳定性、光控释放性以及抗菌性能。结果表明:制备的微胶囊呈典型圆球状,分散良好,无黏连,平均粒径约为220.0 nm;有机硅壁材可有效保护精油,延缓精油的挥发,表现出良好的热稳定性;通过O/W微乳液法可以调控微胶囊的精油包覆量,选择精油种类;在光刺激下,精油释放呈现先快速后缓慢的释放趋势,表现出良好的光响应性;微胶囊对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的抗菌率可达100%,具有优异的抗菌性能。该研究为精油的包覆方法、光控释放和抗菌方面应用提供了一定的理论依据。

蓖麻油基紫外光固化水性涂料墨水制备及其印花性能

为解决传统涂料印花存在的手感和牢度难以兼顾的问题,以蓖麻油、异佛尔酮二异氰酸酯、2,2-二羟甲基丁酸缩聚,再以季戊四醇三丙烯酸酯为封端剂,制得具有优异分散性、耐水性、黏结牢度的水性聚氨酯乳液,并在加入纳米颜料后制得蓖麻油基紫外光固化水性涂料墨水。研究并分析了蓖麻油含量对乳液粒径、固化胶膜性能、耐水性等的影响及原因。随后以涤纶平纹织物为代表,对比表征了蓖麻油基紫外光固化水性涂料墨水喷墨印花织物表面形貌和硬挺度、耐干湿摩擦色牢度等性能,结果表明,在最佳蓖麻油质量分数为42.1%时,喷墨印花织物具有良好的柔性和色牢度。

有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯杂化胶乳的制备及其在涂料印花中的应用

为提高涂料印花织物的手感、耐摩擦色牢度等性能,通过细乳液共聚将二端羟丁基聚二甲基硅烷(PDMS)作为聚氨酯(PU)的软段制得有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯(Si-PUA)杂化胶乳,并应用于涤纶织物涂料印花。考察了PDMS质量分数对杂化胶膜耐水性、热力学性能及对印花织物表观色深、耐摩擦色牢度和硬挺度的影响。结果表明:与聚氨酯丙烯酸酯(PUA)相比,Si-PUA杂化胶膜的耐水性和柔性得到提升;当PDMS质量分数为20%时,杂化胶膜的水接触角较PUA胶膜增长了56.5%,-55℃时的储能模量降低了45.5%;将Si-PUA杂化胶乳用于涤纶织物涂料印花,具有更佳的色深性和耐磨性,其手感柔软度接近于原涤纶织物,具有良好的服用性能。

多酚-氨基硅烷改性超高分子量聚乙烯纤维的制备及其界面性能

为提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与环氧树脂的界面剪切强度,选用3种多酚类化合物(多巴胺、邻苯二酚和单宁酸)对UHMWPE纤维进行表面改性,再利用引入的反应性官能团接枝3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)等测试手段对改性前后纤维的表面形貌、元素组成、结晶度等理化性质进行表征,探究多酚化合物种类、硅烷反应浓度和反应时间等因素对界面剪切强度的影响,并确定最佳改性条件。结果表明:多酚改性及氨基硅烷二次改性对纤维本体的结晶度和力学强度未造成显著影响;改性后的纤维和环氧树脂之间的界面剪切强度均有显著提高,质量分数3%的多巴胺-氨基硅烷改性3 h的纤维界面增强效果最佳,界面剪切强度提高了134.56%。

高耐静水压水性聚氨酯的制备及其有机硅改性

为进一步提高水性聚氨酯涂层织物的耐静水压特性,采用聚丙二醇(PPG)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)为混合软段,二羟甲基丁酸(DMBA)为亲水扩链剂,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,制备高耐静水压水性聚氨酯涂层剂,并采用双端羟丙基聚硅氧烷(DHPDMS)对其进行改性,制备有机硅改性水性聚氨酯涂层剂;利用红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、视频接触角测定仪、万能材料试验机和渗水性测定仪对涂层剂的结构和性能进行分析,探讨初始R值、软段比例、DHPDMS用量对水性聚氨酯及改性涂层剂力学性能和耐静水压性能的影响。结果表明:当反应体系初始R值为1.5,PPG/PTMEG软段比例为1∶2,DHPDMS质量分数为5.0%时,涂层织物的耐静水压值可达7500 mmH_(2)O;与未改性的水性聚氨酯相比,采用有机硅改性水性聚氨酯可进一步提高胶膜的力学性能和涂层织物的耐静水压性能。该有机硅改性水性聚氨酯涂层剂可在一定程度上改善传统水性聚氨酯涂层织物耐静水压差的缺点,为开发高档户外帐篷布产品提供了理论参考。

基于中空草莓状微球的超疏水隔热涂层织物制备及性能分析

利用功能纳米粒子对织物进行涂层整理,是实现纺织品功能化的有效途径。利用原位异质成核和生长法,以正电荷的聚苯乙烯(PS)微球为种子,有机硅烷为生长物质前驱物,制备部分中空的草莓状聚苯乙烯@有机硅(PS@oSiO_(2))复合微球,然后经氟硅烷进一步接枝改性后得到中空结构更加明显的F-PS@oSiO_(2)复合微球,最后将其与有机硅树脂(PDMS)简单共混后涂覆到织物表面,制备得到了一种多功能涂层织物。分析草莓复合微球和涂层织物的形貌及组成,考察复合微球中空结构的形成机理,观测涂层织物的表面润湿性和隔热性能,探究微球固含量对涂层织物超疏水性能的影响规律。研究结果表明:制备得到的部分中空的草莓状PS@oSiO_(2)复合微球单分散性良好,氟硅烷可被成功接枝到PS@oSiO_(2)复合微球表面得到F-PS@oSiO_(2)复合微球;在碱性条件下进行热处理时,复合微球中聚合物PS的进一步溶解及迁出是中空结构变得明显的主要原因。当F-PS@oSiO_(2)复合微球质量分数达到1.0%时,涂层织物的接触角可达到155°,对茶水、牛奶、咖啡、橙汁等不同液体保持超疏水特性,同时还具有一定的保温隔热性能。该研究为开发多功能纺织品提供了新的思路和途径。

温度响应性纳米胶束在脱缩醛/酮反应中的催化应用

为制备在脱缩醛/酮反应中具有高催化效率且可多次利用的催化剂,首先以甲基丙烯酸N-琥珀酰亚胺酯(NMS)、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合合成两亲嵌段聚合物P((NMS-co-OEGMA)-b-MMA),然后利用活化酯功能化策略引入β-丙氨酸,最后将所得功能性两亲嵌段共聚物在水中自组装形成羧基催化型纳米胶束。采用GPC、1H NMR、DLS、UV-Vis等手段表征聚合物和纳米胶束的结构与性能,采用GC-MS研究了催化剂的催化性能。结果表明:含羧基的两亲嵌段共聚物的低临界溶解温度(LCST)随着OEGMA和NMS聚合度比例的变化而变化,所得纳米胶束的粒径为95 nm左右,在水中具有良好的分散性。纳米胶束在用量为5 mol%、室温条件下催化脱缩醛反应,缩醛/酮在1 h生成醛/酮的产率可达到85%以上,使用之后的催化剂可通过加热离心沉淀的方法进行回收。